钾长石综合利用综述

・　综　述　・　工　矿　物　与　加　工　I M &P 化　第　2 000年　l 0期　

文　章　编　号　：　0　- 0 00l 08- 7 52（　42000）l 0l - 0 3钾　长　石　综　合　利　用　综　述　

!

申　军　

（　化　工　部　长　沙　设　计　研　究　院　，湖　　南　长　沙　4 l 0l l 7）　

摘　要　：简　　要　介　绍　了　利　用　钾　长　石　制　钾　肥　的　几　种　工　艺　方　法　，并　　比　较　了　这　些　方　法　的　利　弊　。　特　别　介　绍　了　原　化　工　部　长　沙　设　计　研　究　院　开　发　成　功　的　钾　长　石　综　合　利　用　新　工　艺　及　其　特　点　，这　　对　我　国　利　用　不　溶　性　钾　矿　制　取　钾　肥　具　有　重　大　的　现　实　意　义　。　

关　键　词　：钾　　长　石　；综　　合　利　用　；钾　　肥　中　图　分　类　号　：T 　D 985文　献　标　识　码　：　A

l 钾　长　石　物　理　化　学　特　性　

正　长　石　和　微　斜　长　石　通　常　都　叫　做　钾　长　石　，它　　们　

的　研　究　工　作　相　对　进　行　得　较　少　。　研　究　工　作　进　行　得　较　多　的　主　要　有　日　本　和　美　国　，前　　者　采　用　高　温　高　压　碱　溶　法　分　解　钾　长　石　，后　　者　采　用　高　温　焙　烧　硫　酸　法　分　解　钾　长　石　。　印　度　也　进　行　过　研　究　，但　　目　前　只　有　俄　罗　斯（　　前　苏　联　）成　　功　开　发　出　利　用　霞　石　生　产　氧　化　铝　，副　　产　碳　酸　钾　及　水　泥　的　工　艺　，并　　已　大　规　模　工　业　生　产　。　2 . 2

国　内　钾　长　石　综　合　利　用　工　艺　研　究　概　述　我　国　利　用　钾　长　石　制　钾　肥　的　研　究　工　作　起　步　较　早　，　5就　开　始　了　制　窑　灰　钾　肥　的　研　究　工　作　，至　　l 98年　代　末　先　后　有　湖　南　、广　　东　、广　　西　、河　　北　、山　　西　等　7 0年　

省　市　采　用　3 0余　种　方　法　进　行　过　试　验　，主　　要　产　l 5个　

品　有　钾　钙　肥　、钙　　镁　磷　钾　肥　、硅　　镁　钾　肥　、窑　　灰　钾　肥　、氯　　其　他　产　品　由　于　技　术　或　经　济　上　的　原　因　未　能　获　得　工　业　上　的　大　规　模　生　产　。　

国　内　利　用　钾　长　石　制　钾　肥　的　加　工　方　法　很　多　，笔　　者　认　为　大　致　可　分　为　三　类　，现　　将　几　种　有　代　表　性　的　生　产　工　艺　简　单　介　绍　如　下　。　2 . 2 . l

直　接　法　

・　纯　的　化　学　组　成　相　同　，化　　学　式　为　K 20 A l 20 3・　02。　6 S i 矿　物　含　K 20 l 6 . 9 %，　A l 20 3l 8 . 4 %，　S i 026 4 . 7 %。　常　有　部　分　氧　化　钾　被　氧　化　钠　所　代　替　。　钾　长　石　由　于　杂　质　的　存　在　，外　　观　呈　淡　黄　、肉　　红　、褐　　黄　、浅　　玫　瑰　和　灰　绿　等　颜　色　；硬　　度　为　6 级　，性　　脆　；比　　重　2 . 5 7；　点　约　熔　l 200C 。　

不　含　铁　或　含　铁　很　少　的　钾　长　石（　　例　如　湖　南　平　江　钾　长　石　）除　　可　用　来　生　产　钾　肥　外　，大　　多　用　于　搪　瓷　、陶　　瓷　及　玻　璃　工　业　。　含　铁　或　其　他　杂　质　较　多　的　，目　　前　只　用　于　制　取　钾　肥　。　

钾　长　石　是　最　普　通　的　一　种　造　岩　矿　物　，在　　地　壳　中　储　量　大　，分　　布　广　，是　　许　多　含　钾　硅　酸　盐　岩　石　的　主　要　组　分　。　一　般　开　采　利　用　的　这　类　含　钾　硅　酸　盐　矿　石　，含　　氧　化　钾　右　。　l 0%左　

钾　长　石　及　其　他　含　钾　硅　酸　盐　岩　石　中　的　钾　，基　　本　不　能　为　植　物　所　吸　收　，必　　须　通　过　化　学　加　工　，使　　钾　变　成　水　溶　性　或　枸　溶　性　后　，才　　能　作　为　钾　肥　使　用　。　2 2 . l

钾　长　石　综　合　利　用　工　艺　概　述　国　外　概　述　

加　拿　大　、前　　苏　联　和　德　国　由　于　水　溶　性　钾　盐　矿　床　资　源　丰　富　，因　　此　利　用　钾　长　石　等　不　溶　性　钾　矿　制　钾　肥　

稿　日　期　：　02 00- 0 7- l 0! 收　

化　钾　、硫　　酸　钾　等　。　但　除　窑　灰　钾　肥　取　得　一　定　成　效　外　，　

将　钾　长　石　配　料　直　接　制　得　含　钾　肥　料　，这　　类　方　法　大　致　有　：制　　钾　钙　肥　、制　　钙　镁　磷　肥　、制　　硅　镁　钾　肥　、制　　细　菌　肥　料　等　。　总　的　说　，自　　直　接　法　制　得　的　肥　料　，含　　氧　化　

・　l ・　

・　综　述　・　工　矿　物　与　加　工　I M &P 化　第　2 000年　l 0期　

钾　较　低　。　2 . 2 . l . l

钾　钙　肥　

钾　钙　肥　是　一　种　含　钾　、钙　　、硅　　等　元　素　的　碱　性　肥　料　。　通　过　钾　长　石　、石　　灰　石　和　煤　按　一　定　比　例　经　破　碎　、　右　焙　烧　后　磨　成　细　粉　，即　　为　磨　粉　、成　　球　，经　　l 200C 左　右　。　优　点　是　工　艺　简　单　，　钾　钙　肥　，含　　有　效　K 2O 5 %左　缺　点　是　有　效　，能　　耗　高　，经　　济　效　益　差　。　K 2O 低　2 . 2 . l . 2

钙　镁　磷　钾　肥　

肥　。　首　都　水　泥　厂　、唐　　山　水　泥　厂　、湘　　乡　水　泥　厂　6 0年　代　回　收　窑　灰　钾　肥　取　得　了　成　功　，一　　般　含　K 2O 5 %~ 代　原　四　川　水　泥　研　究　所　与　江　苏　邳　县　水　泥　8 %。　70年　进　行　提　高　量　的　试　验　，亦　　取　得　成　功　，量　K 2O 含　K 　2O 含　窑　灰　钾　肥　的　优　点　是　有　效　K 2O 含　为　l 0%~ 4 0%。　量　有　较　大　提　高　，且　　联　产　水　泥　，经　　济　效　益　较　好　。　缺　点　是　产　量　受　水　泥　生　产　规　模　的　限　制　。　另　外　窑　灰　钾　肥　碱　厂　、常　　州　水　泥　厂　等　单　位　采　用　钾　长　石　代　替　粘　土　配　料　，　

钙　镁　磷　钾　肥　是　在　钙　镁　磷　肥　生　产　过　程　中　，以　　钾　长　石　代　替　全　部　或　部　分　硅　石　配　料　制　得　的　。　含　有　效　K 2O 约　4 %。　优　点　是　工　艺　成　熟　，缺　　点　是　有　效　K 2O 低　，加　　入　钾　长　石　过　多　会　降　低　P 2O 5含　量　，经　　济　效　益　差　。　2 . 2 . l . 3

硅　镁　钾　肥　

硅　镁　钾　肥　是　把　钾　长　石　、白　　云　石　、焦　　炭　按　比　例　配　料　，在　　高　炉　中　熔　融　，再　　经　水　淬　、干　　燥　制　得　，一　　般　含　K 2O 3 %~ 8 %。　此　法　亦　存　在　能　耗　高　、渣　　多　、经　　济　效　益　差　的　缺　点　。　2 . 2 . l . 4

细　菌　分　解　法　

湖　南　新　晃　、宁　　乡　县　做　过　引　进　钾　细　菌　分　解　钾　长　石　制　取　钾　肥　的　试　验　。　但　由　于　分　解　速　度　慢　、时　　间　长　、　转　化　率　低　，而　　不　能　用　于　大　规　模　工　业　化　生　产　。　2 . 2 . 2

挥　发　法　

将　钾　长　石　与　石　灰　石　等　其　他　原　料　一　起　高　温　煅　烧　，使　　钾　挥　发　出　来　，加　　以　捕　集　回　收　，即　　得　到　含　钾　较　高　的　肥　料　。　一　般　采　用　挥　发　法　时　，会　　产　生　大　量　的　残　渣　，为　　解　决　残　渣　的　利　用　问　题　，并　　降　低　钾　肥　的　生　产　成　本　，大　　多　希　望　同　时　副　产　水　泥　。　2 . 2 . 2 . l

高　炉　冶　炼　法　副　产　白　水　泥　

山　西　闻　喜　县　钾　肥　厂　以　钾　长　石　、石　　灰　石　、萤　　石　、　焦　炭　为　原　料　，采　　用　高　炉　冶　炼　法　回　收　挥　发　K 2O 制　K 20 O 3，　炉　渣　再　与　石　膏　焙　烧　制　白　水　泥　。　缺　点　是　生　产　规　模　受　白　水　泥　的　需　求　量　限　制　，此　　外　白　水　泥　对　原　料　中　的　铁　、硫　　含　量　也　有　较　高　要　求　。　2 . 2 . 2 . 2

制　窑　灰　钾　肥　

水　泥　原　料　中　含　有　一　定　数　量　的　钾　，高　　温　煅　烧　时　部　分　挥　发　进　入　窑　灰　，把　　窑　灰　收　集　起　来　就　是　窑　灰　钾　・　2 ・　

性　强　，易　　扬　灰　，给　　运　输　和　使　用　带　来　不　便　。　2 . 2 . 3

浸　取　法　

用　酸　、碱　　或　盐　类　在　高　温　、或　　加　压　、或　　常　压　下　处理　矿　石　，使　　矿　石　转　变　为　水　溶　性　，然　　后　浸　取　出　来　，制　　成　纯　度　较　高　的　氯　化　钾　、硫　　酸　钾　等　钾　肥　。　2 . 2 . 3 . l

石　灰　熔　融　法　

上　海　化　工　研　究　院　和　原　化　工　部　化　工　矿　山　设　计　研究　院　参　照　原　苏　联　霞　石　加　工　工　艺　，采　　用　钾　长　石　、石　　灰一　起　熔　融　焙　烧　，焙　　烧　后　用　水　浸　出　偏　铝　酸　钾　，再　　两　次碳　化　制　取　氢　氧　化　铝　和　碳　酸　钾　。　由　于　能　耗　高　，A （　l O H ）3 收　　率　低　，经　　济　效　益　差　。　2 . 2 . 3 . 2

氯　化　法　

江　苏　丰　县　钾　矿　、连　　云　港　化　肥　厂　将　钾　长　石　与　氯化　钠　、煤　　按　比　例　混　合　后　，经　　破　碎　、成　　球　、煅　　烧　、浸　　取　、分　离　、结　　晶　制　得　K 0l 。缺　　点　是　成　本　高　、设　　备　腐　蚀　严重　、经　　济　效　益　差　。　

从　以　上　简　介　的　几　种　钾　长　石　制　钾　肥　工　艺　的　基　本情　况　中　看　出　，由　　于　单　纯　提　钾　，产　　品　中　有　效　K 2O 低　

、渣　多　、能　　耗　高　是　导　致　上　述　产　品　未　能　得　到　工　业　上　大规　模　生　产　的　主　要　原　因　，因　　此　要　走　出　一　条　经　济　的　加工　钾　长　石　的　路　线　，必　　须　综　合　利　用　钾　长　石　中　的　钾　、铝　、硅　　元　素　，即　　生　产　钾　肥　的　同　时　，副　　产　附　加　值　较　高的　铝　盐　和　硅　系　列　产　品　，才　　能　取　得　较　好　的　综　合　经　济效　益　。　2 . 2 . 3 . 3

酸　湿　法　分　解　法　

针　对　以　上　几　种　钾　长　石　利　用　方　法　存　在　能　耗　高　，钾　、铝　　、硅　　未　综　合　利　用　的　弊　端　，原　　化　工　部　长　沙　设　计研　究　院　开　发　成　功　了　钾　长　石　综　合　利　用　新　工　艺　。　新　工艺　能　耗　大　为　降　低　，钾　　、铝　　、硅　　制　成　了　附　加　值　较　高　的　　　　　　　　　　　　

　

　　

　　　　

・　综　述　・　工　矿　物　与　加　工　I M &P 化　第　2 000年　1 0期　

产　品　，经　　济　效　益　较　好　。　

该　新　工　艺　技　术　于　进　行　了　小　试　，取　　得　了　1 991年　初　被　定　为　原　化　工　部　科　技　三　项　费　用　资　成　功　，　91 92年　助　项　目（　　92，　　进　行　了　扩　大　试　验　。　- 0 1- 0 4）1994年　长　石　的　扩　试　装　建　立　了　一　套　年　处　理　能　力　为　1 00t 钾　置　，成　　功　地　进　行　了　扩　大　试　验　。　，该　　扩　1996年　1 1月　试　成　果　通　过　了　原　化　工　部　科　技　司　委　托　矿　山　局　组　织　的　专　家　评　审　。　专　家　一　致　认　为　：该　　成　果　对　钾　长　石　资　源　需　求　量　很　大　。　而　目　前　我　国　钾　肥　产　量　不　足　3 0万　t （　以　），　　到　预　计　钾　肥　需　求　量　K 20 计　2 000年　4 36~ 4 66万　（　），　　加　上　对　钾　盐　的　需　求　，其　　数　量　更　t 以　K 20 计　大　。　即　使　青　海　钾　肥　二　期　建　成　投　产　，也　　不　过　1 00万　t 左　右　，缺　　口　很　大　。　而　要　大　力　发　展　我　国　的　钾　肥　工　业　来　满　足　工　农　业　的　需　求　，又　　受　到　可　溶　性　钾　资　源　贫　乏　的　限　制　。　我　国　为　数　不　多　的　可　溶　性　钾（　　K C 　源　，均　　I ）资　集　中　于　西　北　盐　湖　、荒　　漠　地　区　，开　　采　、加　　工　、运　　输　不　的　综　合　利　用　有　重　大　突　破　，工　　艺　路　线　合　理　、新　　颖　、具　　有　独　创　性　。　其　工　艺　技　术　居　国　内　领　先　水　平　，主　　要　试　验　装　置　运　行　稳　定　可　靠　。　1996年　和　1 998年　该　工　艺　技　术　分　别　申　请　了　两　项　国　家　专　利（　　钾　长　石　湿　法　分　解　法　和　与　之　相　应　的　钾　长　石　分　解　产　物　钾　铝　分　离　技　术　），　　现　均　已　公　告　，申　　请　专　利　号　分　别　为　9 61180692和　9 71083126。　

该　新　工　艺　的　特　点　是　用　发　明　的　专　利　分　解　技　术　，　使　用　分　解　剂　在　助　剂　存　在　的　条　件　下　，在　　常　压　、较　　低　温　度　（　80~ 1 00C ）下　　使　钾　长　石　分　解　为　钾　盐　、铝　　盐　、硅　　化　合　物　。　然　后　借　助　于　发　明　的　另　一　项　专　利　分　离　技　术　，使　　分　解　产　生　的　钾　盐　、铝　　盐　、硅　　化　合　物　等　初　级　产　品　（　或　中　间　产　品　）得　　以　分　离　。　再　按　用　户　要　求　，将　　初　级　产　品（　　或　中　间　产　品　）加　　工　出　售　或　制　成　钾　、铝　　、硅　　附　加　值　较　高　的　系　列　产　品　面　向　市　场　。　同　时　助　剂　可　回　收　循　环　使　用　。1　998年　采　用　贵　州　万　山　特　区　钾　长　石　粉　，　对　该　新　工　艺　的　扩　大　试　验　成　果　进　行　了　验　证　试　验　。　试　验　规　模　从　扩　试　的　平　均　单　次　进　料　量　2 0k g 放　大　到　4 00k g ，以　　验　证　该　工　艺　技　术　对　贵　州　万　山　钾　长　石　的　适　应　性　在　规　模　放　大　时　的“　　表　现　”。　　验　证　试　验　很　成　功　，　矿　物　分　解　率　达　9 5%，　钾　（　产　品　硫　酸　钾　）的　　收　率　达　7 8%，　

铝　（　产　品　硫　酸　铝　）的　　收　率　达　8 3%，　助　剂　损　失　率　仅　为　1 4%，　各　种　指　标　达　到　或　超　过　了　扩　大　试　验　的　指　标　。　该　成　果　通　过　了　贵　州　省　计　委　和　科　委　联　合　组　织　的　鉴　定　。　3

结　语　

我　国　是　一　个　地　域　广　阔　的　农　业　大　国　，对　　钾　肥　的　

易　。　其　他　地　区　尚　未　发　现　可　供　工　业　利　用　的　可　溶　性　钾　资　源　。　国　内　硫　酸　钾　天　然　资　源　至　今　尚　未　发　现　。　而　我　国　以　钾　长　石　为　代　表　的　不　溶　性　含　钾　岩　石　资　源　却　极　为　丰　富　，几　　乎　遍　及　全　国　各　地　，尤　　其　集　中　在　工　农　业　发　达　地　区　，地　　质　储　量　估　计　上　千　亿　t ，K 　20 含　量　在　7 %~ 1 0%之　间　，含　　A I 20 31 6%~ 1 9%之　间　。　一　般　矿　区　储　量　均　在　数　百　万　t 以　上　，大　　的　矿　区　如　山　西　临　县　紫　金　山　和　贵　州　万　山　等　，储　　量　均　达　数　十　亿　t 。　因　此　，综　　合　利　用　钾　长　石　等　不　溶　性　含　钾　岩　石　，生　　产　工　农　业　急　需　的　钾　肥　和　钾　盐　，对　　我　国　国　民　经　济　的　发　展　具　有　十　分　重　大　的　意　义　。　4

参　考　文　献（　　略　）　

S u m m a r i z a t i o n o f c o m p r e h e n s i v e u t i I i z a t i o n o f p o t a s h f e I d s p a r S ~E N J u n （　C h a n g s h a D e s i g n & R e s e a r c h I n s t i t u t e ，t h 　e M i n i s t r y o f C h e m i c a I I n d u s t r y ，C 　h a n g s h a ~ u n a n 4 10117，C 　h i n a ）　

A b s t r a c t ：S e 　v e r a I m e t h o d s o f p r o d u c i n g p o t a s h f e r t i I i z e r u s i n g p o t a s s i -u m f e I d s p a r w e r e i n t r o d u c e d i n b r i e f . T h e i r a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a g e s w e r e a I s o c o m p a r e d . A n e w m e t h o d o f c o m p r e h e n s i v e u t i I i z a t i o n o f p o t a s s i -u m f e I d s p a r d e v e I o p e d s u c c e s s f u I I y b y C h a n g s h a D e s i g n & R e s e a r c h I n s t i -t u t e a n d i t s c h a r a c t e r i s t i c s w e r e e s p e c i a I I y i n t r o d u c e d . I t w i I I h a v e i m p o r -t a n t s i g n i f i c a n c e f o r p r o d u c i n g p o t a s h f e r t i I i z e r b y i n d i s s o I v a b I e p o t a s s i u m o r e s . K e y w o r d s ：p 　o t a s s i u m f e I d s p a r ；c 　o m p r e h e n s i v e u t i I i z a t i o n ；p 　o t a s s i u m f e r t i I i z e r ・　3 ・　

钾长石综合利用综述

作者：

作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

申军， SHEN Jun

化工部长沙设计研究院,湖南,长沙,410117化工矿物与加工

INDUSTRIAL MINERALS AND PROCESSING2000,29(10)13次

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3. 苗世硕. 马鸿文. 冯武威. 张盼. 刘贺 煅烧分解钾长石提取碳酸钾的实验研究[期刊论文]-非金属矿2004,27(1)4. 于漧 不溶性钾资源制钾肥研究现状[期刊论文]-化工矿物与加工2002,31(8)

5. 刘文秋. LIU Wen-qiu 从钾长石中提取钾的研究[期刊论文]-长春师范学院学报（自然科学版）2007,26(1)6. 赵凤兰. 钱发军. 邓挺. 高太周 利用钾长石生产长效硅钾肥及产业化前景分析[期刊论文]-矿产保护与利用2000(3)

7. 王辅亚. 冯璜. 王德强. 张惠芬 富钾岩石矿制取钾肥的现状的前景[会议论文]-19988. 薛彦辉. 杨静 钾长石低温烧结法制钾肥[期刊论文]-非金属矿2000(1)

9. 邱美娅. 马鸿文. 聂轶苗. 张盼. 刘贺. QIU Mei-ya. MA Hong-wen. NIE Yi-miao. ZHANG Pan. LIU He 水热法分解钾长石制备雪硅钙石的实验研究[期刊论文]-现代地质2005,19(3)

10. 蒋宏国. 潘剑波. JIANG Hong-guo. PAN Jian-bo 三氧化二砷冶炼"三废"治理研究[期刊论文]-湖南有色金属2002,18(6)

1. 周广柱. 王翠珍. 刘晓明 钾长石分解副产物制聚硅酸硫酸铝的研究[期刊论文]-能源环境保护 2004(5)2. 薛彦辉. 周广柱. 张桂斋 钾长石-萤石-硫酸体系中分解钾长石的探讨[期刊论文]-化学与生物工程 2004(2)3. 周广柱. 王翠珍. 薛彦辉 利用钾长石分解副产物制备聚合硫酸铝的研究[期刊论文]-能源环境保护 2004(3)4. 吕惠进 浙江东阳钾长石矿床的开发利用探讨[期刊论文]-矿业研究与开发 2003(2)

5. 武慧君. 李珍. 吴剑芳. 金成国. 黄焱球. 郝小非 河南宜阳、南召钾长石矿石特征与铁的赋存状态研究[期刊论文]

-矿物学报 2013(3)

6. 王渭清. 潘磊. 李龙涛. 仇新迪 钾长石资源综合利用研究现状及建议[期刊论文]-中国矿业 2012(10)7. 汪碧容. 石林. 陈定盛 非水溶性钾矿制钾肥的研究进展[期刊论文]-广东农业科学 2011(10)

8. 闫华晓. 赵辉. 朱硕斐. 许秀坤. 王德虎. 林明. 刘桂丽 硅酸盐细菌DMS3促进钾长石释钾及绿豆生长作用研究[期刊论文]-安徽农业科学 2009(35)

9. 刘杰 富钾岩石钾赋存状态及提钾研究[学位论文]硕士 2005

10. 吕惠进 浙江省溶性钾矿资源开发利用研究[期刊论文]-矿业研究与开发 2002(2)11. 胡晶 硫酸钙制取硫酸钾相图及应用研究[学位论文]硕士 200612. 张桂斋 低温分解钾长石热力学及动力学研究[学位论文]硕士 200513. 吕莉 汉源磷钾矿特性与制复肥反应过程机理研究[学位论文]博士 2004

引用本文格式：申军. SHEN Jun 钾长石综合利用综述[期刊论文]-化工矿物与加工 2000(10)